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零基础一文了解 制动防抱死系统ABS

一、ABS目标:

制动(刹车)的本质:

动能转化为热能,

热能在空气中耗散掉。


对车轮受力进行力矩分析:

制动器对车轮的制动力矩M,

等于地面对车轮切向反作用力F乘以滚动半径。

而且要满足附着条件:

F≤ Gψ,

G为车轮所受法向载荷,

ψ为附着系数。


当F> Gψ,

即附着力Gψ小,

车轮打滑,

停止转动,

即抱死。

前轮抱死,

不能转向,

影响车辆操纵性;

后轮抱死,

容易甩尾,

影响车辆稳定性。

右图是转向失去控制,

左图是甩尾。

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制动时,

由于惯性向前,

前轮所需制动力大,

后轮制动力小。


再讲滑移率概念:

滑移率,

(也称滑动率),

是车轮运动中,

滑动与滚动所占比例大小。

车轮纯滚动,

滑移率为0;

车辆纯滑动,

即抱死,

不滚动,

滑移率为100%。


由F≤ Gψ可知,

ψ越大,

制动力F可以越大,

制动效能越好,

越不容易抱死。


以下右图干燥硬实路面为例,

当滑移率在10%-30%,

纵向附着系数最高,

横向(侧向)附着系数也相对较高,

这就是ABS的目标:

控制滑移率在10%-30%。

也就是控制附着系数在较高水平,

也就是尽可能增大制动力,

使车轮不容易抱死。

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二、ABS组成:

在普通制动系统基础上,

ABS主要增加:

轮速传感器、

ECU、

制动压力调节器。


ECU:

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轮速传感器:

主要由永磁体、

霍尔元件、

电路等组成。


随着齿圈转动,

(即车轮转动)

齿圈的齿顶或齿槽与传感器端部交替接近,

距离不一样,

产生的磁力线密度不一样。

齿顶与传感器接近,

磁场强,

磁力线密度高;

齿槽与传感器接近,

磁场弱,

磁力线密度低。

霍尔元件将磁力线密度变化,

转化为电压变化,

提供给ECU。

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制动压力调节器:

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三、ABS工作过程:

一个车轮上ABS工作过程,

分四部分:

常规制动(建压阶段)、

保压过程、

增压过程、

降压过程。

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四通道ABS:

每个车轮制动压力独立控制,

当同一轴上两侧车轮附着系数不同时,

两轮制动力不相等。

三通道ABS:

两前轮单独控制,

两后轮按低选原则一同控制。

(哪个轮附着系数低,

按哪个轮的压力控制两轮。)

双通道ABS:

很少采用。

单通道ABS:

后轮按低选原则一同控制,

一般用于轻型货车。


四、ABS优点:

  1. 使因车轮侧滑引起的事故降低8%;
  2. 缩短制动距离,
  3. (尽量利用各轮的最大纵向制动力);
  4. 改善轮胎磨损。
  5. 只要脚踩制动踏板,
  6. ABS自动进入工作;
  7. 即使ABS损坏,
  8. 不影响普通制动器工作。

五、博世第九代ABS:

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除了ABS,

与之相关的有EBD、BAS、ASR、ESP等,

我们下次再讲。


六、讨论:

1、博世的ABS/ESP ,

已经发展这么多年了,

为什么还是行业领先,

(好多主机厂以配备博世ABS/ESP,

为产品卖点。)

其核心竞争力是什么?

个人觉得核心是大量的数据采集和标定经验。

你们觉得呢?

欢迎留言讨论。


2、

在主人的拖拽下,

(相当于汽车驱动力)

两只猫不下水,

采取了不同制动方法,

哪只猫的制动带有ABS?

为什么?

欢迎留言讨论。

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